a1 預抽時間差異係數計算方法:
。預抽時間差異係數按式(1)計算:
1)式中:—預抽時間差異係數,%;
—預抽時間最長的鑽孔抽採天數,d;
—預抽時間最短的鑽孔抽採天數,d。
a2 瓦斯抽採後煤的殘餘瓦斯含量計算
按公式(2)計算:
2)式中:—煤的殘餘瓦斯含量,m3/t;
—煤的原始瓦斯含量,m3/t;
—評價單元鑽孔抽排瓦斯總量,m3;
—評價單元參與計算煤炭儲量,t。
評價單元參與計算煤炭儲量按公式(3)計算:
3)式中:—評價單元煤層走向長度,m;
—評價單元抽採鑽孔控制範圍內煤層平均傾向長度,m;
、—分別為評價單元走向方向兩端巷道瓦斯預排等值寬度,m。如果無巷道則為0;
、—分別為評價單元傾向方向兩側巷道瓦斯預排等值寬度,m。如果無巷道則為0;
—抽採鑽孔的有效影響半徑,m;
—評價單元平均煤層厚度,m;
—評價單元煤的密度,t/m3。
、、、應根據礦井實測資料確定,如果無實測資料,可參照附表1中的資料或計算式確定。
附表1 巷道預排瓦斯等值寬度
a3 抽採後煤的殘餘瓦斯壓力計算方法:
煤的殘餘相對瓦斯壓力(表壓)按下式計算:
(4)式中:wcy─殘餘瓦斯含量,m3/t;
─吸附常數;
─煤層殘餘相對瓦斯壓力,mpa;
─標準大氣壓力,0.101325 mpa;
─煤的灰分,%;
─煤的水分,%;
─煤的孔隙率,m3/ m3;
─煤的容重(假密度),t/ m3。
a4 可解吸瓦斯量計算方法:
按公式(5)計算:
5)式中:─煤的可解吸瓦斯量,m3/t;
─抽採瓦斯後煤層的殘餘瓦斯含量,m3/t;
─煤在標準大氣壓力下的殘存瓦斯含量,按公式(6)計算。
(6)a5 採煤工作面瓦斯抽採率計算方法:
按公式(7)計算:
7)式中:─工作面瓦斯抽採率,%;
─回採期間,當月工作面月平均瓦斯抽採量,m3/min。其測定和計算方法為:在工作面範圍內包括地面鑽井、井下抽採(含移動抽採)各瓦斯抽採幹管上安裝瓦斯抽採檢測、監測裝置,每週至少測定3次,按月取各測定值的平均值之和為當月工作面平均瓦斯抽採量(標準狀態下純瓦斯量);
─當月工作面風排瓦斯量, m3/min。其測定和計算方法為:工作面所有回風流排出瓦斯量減去所有進風流帶入的瓦斯量,按天取平均值為當天回採工作面風排瓦斯量(標準狀態下純瓦斯量),取當月中最大一天的風排瓦斯量為當月回採工作面風排瓦斯量(標準狀態下純瓦斯量)。
a6 礦井瓦斯抽採率計算方法:
按公式(8)計算:
8)式中:─礦井瓦斯抽採率,%;
─當月礦井平均瓦斯抽採量, m3/min。其測定、計算方法為:在井田範圍內地面鑽井抽採、井下抽採(含移動抽採)各瓦斯抽採站的抽採主管上安裝瓦斯抽採檢測、監測裝置,每天測定不少於12次,按月取各測定值的平均值之和為當月礦井平均瓦斯抽採量(標準狀態力下純瓦斯量);
─當月礦井風排瓦斯量,m3/min。其測定、計算方法為:按天取各回風井回風瓦斯平均值之和為當天礦井風排瓦斯量,取當月中最大一天的風排瓦斯量為當月礦井風排瓦斯量。
附錄 a
(資料性附錄)
開採層和鄰近層瓦斯湧出量計算方法
a.1 開採層瓦斯湧出量
a.1.1 薄及中厚煤層不分層開採時,開採層瓦斯湧出量可由式(a.1)計算。
式中:q1——開採層相對瓦斯湧出量,m。/t;
k1——圍岩瓦斯湧出係數;k1值選取範圍為1.1~1.3;全部陷落法管理頂板,碳質組分較多的圍岩,k1取1.
3;區域性充填法管理頂板k1取1.2;全部充填法管理頂板k1取1.1;砂質泥岩等緻密性圍岩k1取值可偏小;
k2——工作面丟煤瓦斯湧出係數,用回採率的倒數來計算;
k3——採區內準備巷道預排瓦斯對開採層瓦斯湧出影響係數,如無實測值可按參照附錄d選取;
m——開採層厚度,m;
m——工作面採高,m;
w0——煤層原始瓦斯含量,m3/t,參照附錄c選取;
wc——運出礦井後煤的殘存瓦斯含量,m3/t,如無實測值可參照附錄c選取。
a.1.2 厚煤層分層開採時,開採層瓦斯湧出量計算採用式(a.2)計算。
式中:kf——取決於煤層分層數量和順序的分層瓦斯湧出係數,如無實測值可按參照附錄d選取;其他符號意義同前。
a.2 鄰近層瓦斯湧出量
鄰近層瓦斯湧出量採用式(a.3)計算。
式中:q2——鄰近層相對瓦斯湧出量,m3/t;
mi——第i個鄰近層煤層厚度,m;
m——工作面採高,m;
ηi——第i個鄰近層瓦斯排放率,%,如無實測值可參照附錄d選取;
w0i——第i個鄰近層煤層原始瓦斯含量,m3/t,如無實測值可參照開採層選取;
wci——第i個鄰近層煤層殘存瓦斯含量,m3/t,如無實測值可參照開採層選取。
附錄 b
(資料性附錄)
掘進工作面煤壁和落煤瓦斯湧出量計算方法
b.1 掘進巷道煤壁瓦斯湧出量
掘進巷道煤壁瓦斯湧出量採用式(b.1)計算。
式中: q3——掘進巷道煤壁瓦斯湧出量,m3/min;
d——巷道斷面內暴露煤壁面的周邊長度,m;對於薄及中厚煤層,d=2mo,mo為開採層厚度;對於厚煤層,d=2h+b,h及b分別為巷道的高度及寬度;
υ——巷道平均掘進速度,m/min;
l——巷道長度,m;
q0——煤壁瓦斯湧出強度,m3/(m2min),如無實測值可參考式(b.2)計算。
b.2)
式中:q0——巷道煤壁瓦斯湧出量初速度,m3/(m2min):
vr——煤中揮發分含量,%;
w0——煤層原始瓦斯含量,m3/t,參照附錄c選取。
b.2 掘進落煤的瓦斯湧出量
掘進巷道落煤的瓦斯湧出量採用式(b.3)計算。
式中:q4——掘進巷道落煤的瓦斯湧出量,m3/min:
s——掘進巷道斷面積,m2;
υ——巷道平均掘進速度,m/min;
γ——煤的密度,t/m3;
w0——煤層原始瓦斯含量,m3/t,參照附錄c選取;
wc——運出礦井後煤的殘存瓦斯含量,m3/t,如無實測值可按參照附錄c選取。
附錄c(資料性附錄)
煤層原始瓦斯含量和殘存瓦斯含量的選定
c.1 煤層瓦斯含量值是分源**礦井瓦斯湧出量的核心引數,因此要求瓦斯含量測值盡可能接近真值。
c.2 煤層原始瓦斯含量的測定與計算可採用直接法(地勘鑽孔解吸法)進行測定與計算,參見煤層氣測定方法(解吸法)(mt/t77—94)。
c.3 地勘鑽孔解吸法測定煤層瓦斯含量時,當鑽孔深度小於500m時,按mt/t77—94標準測定瓦斯含量;當鑽孔深度500m~1000m或煤的解吸效能很強時,測定值必須進行校正。
c.4 直接法測定的煤層瓦斯含量應與鄰近生產礦井和已生產水平井下鑽孔解吸法或間接法測定的瓦斯含量對比。
c.5 煤的殘存瓦斯含量wc。高變質煤瓦斯含量》10m3/和低變質煤的wc值可按表c.1選取;瓦斯含量<10m3/的高變質煤的wc值可按式(c.1)選取。
瓦斯含量<10m3/的高變質煤的wc按式(c.1)計算。
……………(c.1)
式中:wc——煤層殘存瓦斯含量,m3/
w0——煤層原始瓦斯含量,m3/
附錄d(資料性附錄)
分源**法各種係數的確定
d.1 採面巷道預排瓦斯影響係數k3
採用長壁後退式回採時,k3按式(d.1)計算。
k3=(l-2h)/l…………(d.1)
採用長壁前進式回採時,如上部相鄰工作面已採,則k3=1;上部相鄰工作面未採,k3按式(d.2)計算。
式中:l——工作面長度,m;
h——掘進巷道預排等值寬度,m,如無實測值可按表d.1取值;
b——巷道寬度,m。
d.2 分層開採第i分層瓦斯湧出量係數kfi
分層(兩層或三層)開採時,kfi按表d.2取值;分層(四層)開採時,kfi值按表d.3取值。
表d.2 分層(兩層或三層)開採kfi值
表d.3 分層(四層)開採kfi值
d.3 鄰近層受採動影響瓦斯排放率ki
當鄰近層位於冒落帶中時,ki=1。
當採高小於4.5m時,ki按式(d.3)計算或按圖d.1選取。
式中:hi——第i鄰近層與開採層垂直距離,m;
hp——受採動影響頂底板岩層形成貫穿裂隙,鄰近層向工作面釋放卸壓瓦斯的岩層破壞範圍,m。
1-上鄰近層;2-緩傾斜煤層下鄰近層;3-傾斜、急傾斜煤層下鄰近層。
圖d.1 鄰近層瓦斯排放率與層間距的關係曲線
開採層頂、底板的破壞影響範圍hp按《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開採規程》中附錄六的方法計算。
當採高大於4.5m時,ki按式(d.4)計算。
式中:hi——第i鄰近層與開採層垂直距離,m;
m——工作面採高,m。
l——工作面長度,m。
d.4 採空區瓦斯湧出係數k′、k″
採空區瓦斯湧出係數k′、k″按表d.4選取。
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